Verfahrenstechnik 10/2016

JUBILÄUMS-SPECIAL I EINBLICKE
AUCH EINE ART EVOLUTION
Entwicklung der Automatisierungstechnik von analog bis wireless
Ralf Küper
Es gab Zeiten, da beschäftigte sich
das Personal in den Prozessanlagen
damit, Schreiberpapier zu wechseln
und Handventile zu betätigen. Das
Wartungspersonal war mit einem
Spray zur Lecksuche ausgerüstet,
um die Fehlersuche an den pneumatischen
Messstellen von Hand
durchzuführen. Das ist alles Schnee
von gestern…
Heute ist alles anders. Aber wir beginnen
mal ganz am Anfang der Automatisierung.
Die ersten pneumatischen Messungen
zur Fehlersuche mit dem Einheiten-
Signal 0,2–1 bar boten nur eine geringe
Autor: Ralf Küper, Business Development
Manager Wireless, Emerson Process Management
GmbH & Co. OHG, Haan
Genauigkeit. Durch pneumatische PID-
Faltenbalgregler wurden erste Regelkreise
realisiert und der erste Schritt in Richtung
Automatisierung und Zentralisierung der
Prozessführung in einer Messwarte war
getan.
4–20 mA-Analogtechnik
1969 folgte ein großer Schritt mit der
4–20 mA (0–20 mA/0–10 V) Analogtechnik
(DIN IEC 60381-1). Es wurden mehr
Messungen installiert, um die Sichtbarkeit
des Produktionsprozesses zu optimieren.
Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der
Messungen erhöhte sich im Vergleich zur
pneumatischen Verfahrensweise.
Für die Verkabelung musste eine
komplett neue Infrastruktur geschaffen
werden. Es wurden Kabelbühnen errichtet
und Rangierverteiler in den Schalträumen
aufgebaut – mit der entsprechenden
Rangierung zu den Messtafeln. Die ersten
Prozessrechner wurden zur Visualisierung
eingesetzt, um Messwerte zu verknüpfen
und Berechnungen durchzuführen. Die
4–20 mA-Technik ist bis heute die am
meisten genutzte Signalübertragung.
Vom Hart-Protokoll zum Feldbus
1986 begann die Digitalisierung basierend
auf dem Hart-Protokoll, ein auf dem
4–20 mA-Signal aufmoduliertes digitales
Signal, mit dem die Geräte konfiguriert und
diagnostiziert werden können. Der große
Vorteil besteht darin, dass die Feldgeräte an
ein zentrales Asset Management System
gekoppelt werden können und der Zustand
der Feldgeräte kontinuierlich überwacht
wird. Auch die Konfiguration kann von
zentraler Stelle aus erfolgen. Das Hart-
Protokoll ist heute Standard für die digitale
Kommunikation bei 4–20 mA-Signalen.
Im weiteren Verlauf kamen noch Feldbusse
mit Profibus PA (1987) und Foundation
Fieldbus (1994) hinzu (DIN IEC-61158-2).
Die Vorteile der Feldbussysteme sind:
n hohe Genauigkeit durch digitale Signal-
Übertragung,
n höhere Anzahl übertragbarer Messwerte,
n geringer Aufwand bei der Verkabelung,
n verbesserte Diagnose.
Die digitale Bus-Messtechnik fand in erster
Linie beim Bau von Neuanlagen Anwendung,
da hier der Aufwand für die Verkabelung
geringer war. Für den korrekten
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